Исследование показало, что недостаток кислорода, возникающий в условиях быстрорастущей опухоли, подавляет апоптоз — программируемую клеточную смерть. Подробности работы опубликованы в журнале Chemico-Biological Interactions.

Апоптоз является одним из ключевых процессов в организме, отличающимся от нерегулируемого некроза. При апоптозе клетки распадаются на фрагменты, которые поглощаются другими клетками, что предотвращает воспалительные процессы. Этот механизм помогает избавляться от дефектных и мутантных клеток, а также участвует в формировании тканей. Однако раковые клетки часто избегают апоптоза, что способствует их выживанию и росту.

Недостаток кислорода, или гипоксия, приводит к подавлению митохондриального окислительного фосфорилирования, процесса, необходимого для клеточного дыхания. В условиях гипоксии клетки адаптируются, стабилизируя индуцируемый гипоксией фактор (HIF), который меняет экспрессию генов, связанных с резистентностью опухолей к терапии и образованием метастазов.

HIF активирует гены, контролирующие важные аспекты биологии рака, включая ангиогенез и выживаемость клеток. При этом возникает метаболический сдвиг, который позволяет опухолевым клеткам производить энергию в обход митохондрий, что дополнительно подавляет апоптоз.

Другим ключевым регулятором клеточной гибели является фактор транскрипции p53. Однако во многих опухолях этот ген либо мутирован, либо его экспрессия подавлена. В новом исследовании ученые установили, что низкий уровень кислорода действительно ослабляет активность генов, кодирующих p53, что приводит к снижению уровня апоптотических белков.

В ходе эксперимента ученые использовали дефероксамин, чтобы имитировать гипоксию, и выяснили, что это приводит к снижению чувствительности раковых клеток к противораковым препаратам, таким как доксорубицин и цисплатин. При сочетании препаратов с дефероксамином уровень апоптоза значительно уменьшался.

Также ученые провели эксперименты в условиях реальной гипоксии, что подтвердило их выводы о том, что недостаток кислорода подавляет апоптоз и снижает уровень p53. Важно отметить, что в опухолевых клетках, где p53 мутирован, имеются другие пути активации апоптоза, на которые можно повлиять.

Исследование подчеркивает сложность рака и его способность развивать устойчивость к терапии. Однако, несмотря на трудности, ученые продолжают выявлять уязвимости, что открывает новые возможности для повышения выживаемости пациентов. Чем раньше начинается лечение, тем выше вероятность остановить рост опухоли.